6. Расчет элементов подстройки усиления

Определим коэффициент усиления всего каскада.

Он получился меньше, чем требовался по заданию.

Для регулировки усиления можно изменять глубину ООС одного из каскадов.

Для этого нужно сделать переменным сопротивление в цепи эмиттера одного из каскадов. В первом каскаде делать это нежелательно, таким образом, введем подстройку усиления в промежуточный каскад.

Рассчитаем коэффициент усиления, который должен иметь промежуточный каскад для того чтобы обеспечить коэффициент усиления 3300:

Промежуточный каскад должен иметь сопротивление эмиттера равным:

F=y₂₁R_экв/K_u =0.25412/15.8=6.5

Принимаем: 27 Ом- подстроечное , что обеспечит некоторый запас регулировки усиления.

7. Расчет размеров печатной платы

7.1 Принцип расчета размеров печатных плат

Исходными данными выполнения проектных работ служат: схема электрическая принципиальная и перечень элементов к ней. Предпочтительная форма печатной платы - прямоугольная. Она определяется размерами XP, YP, h и коэффициентом формы CF=XP/YP, XP>YP.

Импульсный усилитель состоит из одного функционального узла. На нем разместим все элементы схемы электрической принципиальной, за исключением элементов ввода-вывода.

На рисунке 7.1 показано деление печатного узла на следующие зоны: функциональная зона, зона краевых полей, зона присоединения, зона коммутации. Итак, в функциональной зоне размещается большинство элементов схемы электрической принципиальной – все, за исключением разъемов, соединителей, элементов коммутации и индикации. Краевые поля необходимы для удобства изготовления и закрепления платы. В зоне коммутации устанавливаются разъемы, гнезда, контактные площадки для соединения с внутренними элементами и частями прибора. В зоне присоединения размещаются печатные проводники, электрически соединяющие между собой две зоны – зону коммутации и функциональную зону.

Расчет печатного узла произведем по методике, изложенной в [10]. Поверхность платы разделяется на зоны, как показано на рис.7.1 Пояснения сделаны в таблице 7.1

Таблица 7.1

Размеры зоны	Название	Назначение
SF=XF*YF	Функциональная	Размещение элементов электрической схемы и проводников.
X1,X2,Y1,Y2	Свободная	Краевые поля, необходимые для удобства изготовления и закрепления платы.
XК*YК	Коммутационная	Зона, где размещаются контактные площадки для подпайки соединительных проводов, идущих от элементов, установленных вне печатного узла: XS1-XS4,SB1-SB6,HL1,HL2,R6,R13,GB1.
Xпр*Yпр	Присоединения	Зона, где размещаются печатные проводники, соединяющие между собой зону коммутации с остальными зонами.

Рис.7.1. Размещение зон на печатном узле.

7.2 Печатная плата выходного каскада усилителя в транзисторном варианте

Результаты расчетов размеров печатной платы выходного каскада усилителя в транзисторном варианте представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2

Обозначение	Наименование	Установочные размеры, мм					Высота
		N	d	z0	XU	YU	ZU	SE
С1,С2, С4,С5,С6,С7	К10-17-М47	6		0,6	11.5	9	5	621
С3	К10-17-М47	1		0,6	12	8.6	7.5	103.2
С8	К10-17-Н90	1		0,6	5,6	4	5	22,4
VT1, VT2, VT3,VT4	КТ606Б, КТ605А,КТ315Б	4		0,6	7,8	2,8	16	87.36
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R10,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17,R18	С2-33Н	17		0,6	10	2,2	3,2	374
								1207.96

Расчет размеров печатной платы:

CF – коэффициент формы платы

CZ – коэффициент заполнения элементов на плате SE – общая площадь элементов из таблицы (1207.96мм²)

SF= =4026.5мм, XF= =100 мм, YF= =40 мм

Выше приведены расчеты размеров печатной платы при значении коэффициента формы (CF=2,5) и коэффициента заполнения (CZ=0.3). CZ – статическая величина и составляет CZ=0,3 ± 0,1. Данная величина выбирается исходя из элементной базы: для дискретных элементов она не может превышать значения 0,3. Более высокий коэффициент заполнения выбирается при использовании бескорпусных или чип-элементов (для поверхностного монтажа). Величина коэффициента формы CF определяется конструктивными особенностями прибора.

Выбирая коэффициент формы платы, следует учитывать то, что ее размер по координате «Y» увеличится на значение двух зон – коммутации и присоединения. Кроме того, большое количество элементов расположены на лицевой панели и установлены в ряд, что ведет к увеличению размеров корпуса прибора по координате «Х». Таким образом, выбирать коэффициент формы платы меньше CF=2 нерационально. Поэтому принимаем размеры функциональной области печатного узла равными 70*30 мм, при CZ=0,3 и CF=2,5.

Размер зоны коммутации YK определяется размерами установленных в ней элементов – разъемов, гнезд, контактных площадок. В нашем случае, это контактные площадки. Размер данной зоны находится по формуле: XK=Х_кп+2,5, где Х_кп – диаметр контактной площадки. Выберем диаметр соединительного провода, равный 0,6-0,8мм. Следовательно, диаметр контактной площадки должен быть 2,5мм. Размер ХК=Х_кп+2,5=2,5+2,5=5,0мм. Размер зоны присоединения, в которой размещаются печатные проводники, соединяющие основные элементы схемы, расположенные в функциональной области с контактными площадками зоны коммутации, определяется количеством контактных площадок, а, следовательно, и печатных проводников и в общем случае, соизмерим с размером зоны коммутации, и следовательно равен Хпр=5,0мм.

Размеры краевых полей X1, X2, Y1, Y2 выбирают кратными шагу координатной сетки, которая в свою очередь зависит от типа применяемой элементной базы, в частности от расстояния между выводами элемента. Минимальное расстояние между выводами применяемых элементов 2,5мм, следовательно, шаг сетки – 2,5мм. Таким образом, краевые поля зададим равными X1=X2=Y1=Y2=2,5мм.

Учитывая все вышеописанные условия, найдем размеры печатного узла - табл. 7.3.

Таблица 7.3

XР, мм		YР, мм		ZР, мм
X1	2,5	Y1	2,5	ZU	16
XF	100	YF	40	h	1,5
X2	2,5	Yпр	5	Z0	2
		YK	5
		Y2	2,5
Итого	105	Итого	55	Итого	19.5

где h – толщина материала платы; ZU, Zo – высота монтажа элементов платы со стороны размещения элементов и со стороны печатных проводников соответственно (рис.7.1). Величина ZU=16 мм соответствует максимальному размеру ZU. Величина Z0=2,0.

Принимая во внимание ОСТ 4.010.020-83 «Линейные размеры печатных плат на жестком основании» получим размер печатного узла равный 105*55*20 мм.